本實(shí)用新型涉及油氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域,尤其是涉及一種天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置。
背景技術(shù):
在對(duì)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)周期性的采氣過(guò)程中,被采集的天然氣中往往混有地層水。在每一周期的采氣初期,采氣井中天然氣的產(chǎn)量較高,地層水以液滴的形式分散在采氣管柱內(nèi)的氣體中,形成流速高于流動(dòng)型態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的臨界流速的霧狀流,并依靠自身能量由采氣井的井下自噴到井口,進(jìn)而供人們采集使用。隨著開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng),井下天然氣的剩余儲(chǔ)量逐漸減少,地層壓力、井底與井口壓力均不斷降低,采氣管柱內(nèi)天然氣的流速低于流動(dòng)型態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的臨界流速,無(wú)法繼續(xù)形成霧狀流,部分液體滑至井筒內(nèi),形成積液。隨著采氣井內(nèi)積液的增加,天然氣無(wú)法再?gòu)牟蓺夤苤信懦?,?dǎo)致采氣井出現(xiàn)減產(chǎn),甚至停產(chǎn)的現(xiàn)象。
當(dāng)前,為了減少采氣井井筒內(nèi)積液的形成,及時(shí)、高效地排出井筒積液,從而保證儲(chǔ)氣庫(kù)采氣井高效運(yùn)行,多采用噴射氣舉技術(shù)。該技術(shù)是一種攜液采氣技術(shù),即在氣舉技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,將高壓氣體注入氣井內(nèi)部,利用噴嘴射流后形成低壓將積液吸入,再將氣體放入氣井內(nèi)與積液相融后進(jìn)入井筒,從而達(dá)到氣舉排液的目的。
但是使用該技術(shù)進(jìn)行采氣,必須將地面的高壓氣體注入氣井內(nèi)部,而且,需要與柱塞氣舉等技術(shù)配合使用,存在排液采氣成本高,工藝繁雜、不易操作、采氣效率低等問(wèn)題,并不適合推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型是鑒于上述問(wèn)題而提出的,其目的在于提供一種使用簡(jiǎn)單并能夠及時(shí)、高效地排出井筒積液,保證儲(chǔ)氣庫(kù)采氣井高效運(yùn)行的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的采用如下的技術(shù)方案。
技術(shù)方案1的實(shí)用新型為一種天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,具有:圓柱形的主體,在所述主體的內(nèi)部形成有在所述主體的軸向上貫通所述主體的主體腔,所述主體腔包括依次連通的排氣腔、裝配孔和進(jìn)氣腔,所述排氣腔至少包括從所述排氣腔的入口端起直徑逐漸變大的擴(kuò)徑部,在所述進(jìn)氣腔的周壁上形成有主體壁入口;旋轉(zhuǎn)霧化裝置,設(shè)置在所述主體的內(nèi)部,所述旋轉(zhuǎn)霧化裝置包括葉輪軸和套設(shè)在所述葉輪軸上的葉輪,所述葉輪軸安裝在所述裝配孔中,在所述葉輪軸的內(nèi)部形成有在所述葉輪軸的軸向上貫通所述葉輪軸的與所述排氣腔連通的軸腔,在所述葉輪軸上設(shè)置有用于限制所述葉輪沿所述葉輪軸的軸向移動(dòng)的限位構(gòu)件,在所述葉輪軸的周壁的所述限位構(gòu)件對(duì)應(yīng)的位置的上方形成有與所述進(jìn)氣腔連通的軸壁入口;以及排液采氣頭,與所述主體的主體腔入口端連接,在所述排液采氣頭的內(nèi)部形成有排液采氣腔,所述排液采氣腔的出口端與所述葉輪軸的軸腔的入口端連通,所述排液采氣腔至少包括從排液采氣腔的入口端起直徑逐漸變小的縮徑部。
另外,技術(shù)方案2的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,在技術(shù)方案1的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置中,所述主體壁入口形成有兩個(gè),兩個(gè)所述主體壁入口相對(duì)于所述主體的軸心對(duì)稱,且兩個(gè)所述主體壁入口的延伸方向相互平行。
另外,技術(shù)方案3的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,在技術(shù)方案2的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置中,所述葉輪包括套設(shè)在葉輪軸上的能夠相對(duì)所述葉輪軸旋轉(zhuǎn)的輪體和設(shè)置在所述輪體的外部的葉片,所述葉輪的葉片與所述葉輪軸的中心軸線之間的夾角為45度。
另外,技術(shù)方案4的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,在技術(shù)方案3的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置中,所述主體腔還包括用于連接所述排液采氣頭的排液采氣頭裝配孔,所述排液采氣頭與所述排液采氣頭裝配孔螺接。
另外,技術(shù)方案5的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,在技術(shù)方案4的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置中,所述限位構(gòu)件為限位螺釘。
另外,技術(shù)方案6的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,在技術(shù)方案1的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置中,所述排氣腔包括作為擴(kuò)徑部的錐臺(tái)形腔部和與所述錐臺(tái)形腔部連接的圓柱形腔部。
另外,技術(shù)方案7的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,在技術(shù)方案1的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置中,所述排液采氣腔包括作為縮徑部的碗形腔部和與所述碗形腔部連接的圓柱形腔部。
另外,技術(shù)方案8的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,在技術(shù)方案1的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置中,在所述葉輪軸的周壁上相互隔開(kāi)等間隔形成4個(gè)所述軸壁入口。
另外,技術(shù)方案9的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,在技術(shù)方案1至8的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置中,所述旋轉(zhuǎn)霧化裝置的葉輪形成在與所述主體壁入口對(duì)應(yīng)的位置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有如下有益效果。
在現(xiàn)有技術(shù)中,應(yīng)用噴射氣舉技術(shù)來(lái)排液采氣,具有排液采氣成本高,工藝繁雜、不易操作、采氣效率低等問(wèn)題,并不適合推廣使用。相對(duì)于此,本實(shí)用新型提供了一種天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,具有:圓柱形的主體,在主體的內(nèi)部形成有在主體的軸向上貫通主體的主體腔,主體腔包括依次連通的排氣腔、裝配孔和進(jìn)氣腔,排氣腔至少包括從排氣腔的入口端起直徑逐漸變大的擴(kuò)徑部,在進(jìn)氣腔的周壁上形成有主體壁入口;旋轉(zhuǎn)霧化裝置,設(shè)置在主體的內(nèi)部,旋轉(zhuǎn)霧化裝置包括葉輪軸和套設(shè)在葉輪軸上的葉輪,葉輪軸安裝在裝配孔中,在葉輪軸的內(nèi)部形成有在葉輪軸的軸向上貫通葉輪軸的與排氣腔連通的軸腔,在葉輪軸上設(shè)置有用于限制葉輪沿葉輪軸的軸向移動(dòng)的限位構(gòu)件,在葉輪軸的周壁的限位構(gòu)件對(duì)應(yīng)的位置的上方形成有與進(jìn)氣腔連通的軸壁入口;以及排液采氣頭,與主體的主體腔入口端連接,在排液采氣頭的內(nèi)部形成有排液采氣腔,排液采氣腔的出口端與葉輪軸的軸腔的入口端連通,排液采氣腔至少包括從排液采氣腔的入口端起直徑逐漸變小的縮徑部。
在使用時(shí),將該天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置以主體的排氣腔與天然氣采氣井的采氣管柱的內(nèi)部相連通的方式設(shè)置在采氣管柱下部。由于排液采氣頭的排液采氣腔至少包括從排液采氣腔的入口端起直徑逐漸變小的縮徑部,從而,使含水天然氣進(jìn)入排液采氣腔時(shí),流速隨排液采氣腔的直徑的縮小而增大,進(jìn)而使含水天然氣在排液采氣腔的直徑縮小的一側(cè)形成“低壓真空區(qū)”,并對(duì)采氣層以及井筒套管的內(nèi)周壁和采氣管柱的外周壁之間的含水天然氣產(chǎn)生吸附力。
在地層壓力和該吸附力的作用下,采氣層的含水天然氣的一部分進(jìn)入井筒套管的內(nèi)周壁和采氣管柱的外周壁之間,并通過(guò)主體壁入口進(jìn)入主體的進(jìn)氣腔,借助旋轉(zhuǎn)霧化裝置的葉輪的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌,使這部分含水天然氣中的液相霧化,形成被霧化后的含水天然氣,即天然氣的霧狀流,并通過(guò)葉輪軸的軸壁入口進(jìn)入到葉輪軸的軸腔中。
采氣層的含水天然氣的另一部分則持續(xù)進(jìn)入排液采氣頭的排液采氣腔,并在排液采氣腔的中心形成天然氣連續(xù)直射流,與軸腔中的從葉輪軸的軸壁入口進(jìn)入軸腔中的被霧化后的天然氣的霧狀流耦合,形成天然氣耦合直射流,之后,該天然氣耦合直射流進(jìn)入主體的排氣腔排出到采氣管柱中,進(jìn)而排出地面。
需要特別說(shuō)明的是,借助旋轉(zhuǎn)霧化裝置的葉輪的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌的含水天然氣不僅包括從主體壁入口進(jìn)入主體的進(jìn)氣腔的含水天然氣,還包括從排液采氣腔的出口端排出的未能形成連續(xù)直射流的含水天然氣,其與從主體壁入口進(jìn)入主體的進(jìn)氣腔的含水天然氣混合,并同時(shí)被霧化,形成上述天然氣的霧狀流,從葉輪軸的軸壁入口進(jìn)入軸腔中。
另外,將主體的排氣腔設(shè)置成至少包括從排氣腔的入口端起直徑逐漸變大的擴(kuò)徑部,通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu),使天然氣耦合直射流在通過(guò)排氣腔時(shí),流速隨排氣腔的直徑的增大而減小,排氣腔內(nèi)的壓力則隨流速的減小而增大,進(jìn)而使天然氣的耦合直射流的壓力回升,并通過(guò)排氣腔進(jìn)入到采氣管柱中,進(jìn)而排出地面。
該天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,利用較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),能夠直接有效地減少采氣井井筒內(nèi)積液的形成,及時(shí)、高效地排出井筒積液,從而保證儲(chǔ)氣庫(kù)采氣井高效運(yùn)行,提高了采氣井的產(chǎn)量,且工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備的制造和運(yùn)行成本低,具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的主視圖的全剖視圖。
圖2是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的主體的主視圖的全剖視圖。
圖3是表示圖2中A-A線的斷面圖。
圖4是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)霧化裝置的主視圖的全剖視圖。
圖5是表示圖4中葉輪軸B-B線的斷面圖。
圖6是表示圖4中葉輪軸C-C線的斷面圖。
圖7是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的葉輪的主視圖。
圖8是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的葉輪的俯視圖。
圖9是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的工作位置示意圖。
附圖標(biāo)記:100-主體;111-排氣腔;112-裝配孔;113-進(jìn)氣腔;120-主體壁入口;130-主體腔入口端;200-旋轉(zhuǎn)霧化裝置;210-葉輪軸;220-葉輪;221-輪體;222-葉片;230-軸腔;231-軸腔的入口端;240-限位構(gòu)件;250-軸壁入口;300-排液采氣頭;310-排液采氣腔;311-排液采氣腔的入口端;312-排液采氣腔的出口端;320-排液采氣頭裝配孔;400-采氣管柱;500-井筒套管;600-封隔器;700-采氣層;800-天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
在本實(shí)用新型的描述中,需要說(shuō)明的是,術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外,術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
在本實(shí)用新型的描述中,需要說(shuō)明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過(guò)中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
下面根據(jù)本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的整體結(jié)構(gòu),對(duì)其實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的主視圖的全剖視圖。圖2是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的主體的主視圖的全剖視圖。圖3是表示圖2中A-A線的斷面圖。圖4是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)霧化裝置的主視圖的全剖視圖。圖5是表示圖4中葉輪軸B-B線的斷面圖。圖6是表示圖4中葉輪軸C-C線的斷面圖。圖7是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的葉輪的主視圖。圖8是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的葉輪的俯視圖。圖9是表示本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的實(shí)施例的工作位置示意圖。
如圖9所示,該天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置800設(shè)置在天然氣采氣井的采氣管柱400的下端面和采氣層700之間,對(duì)采氣層700中的天然氣進(jìn)行采集,并且,在天然氣采氣井的井筒套管500的內(nèi)周壁和采氣管柱400的外周壁之間設(shè)置有封隔器600。
如圖1至8所示,該天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置800具有圓柱形的主體100、旋轉(zhuǎn)霧化裝置200和排液采氣頭300。
具體地說(shuō),在圓柱形的主體100的內(nèi)部形成有在主體100的軸向上貫通主體100的主體腔。該主體腔包括依次連通的排氣腔111、裝配孔112、進(jìn)氣腔113和用于連接排液采氣頭300的排液采氣頭裝配孔320。排氣腔111至少包括從排氣腔111的入口端起直徑逐漸變大的擴(kuò)徑部,例如,如圖2所示,排氣腔111包括作為擴(kuò)徑部的錐臺(tái)形腔部和與該錐臺(tái)形腔部連接的圓柱形腔部。在進(jìn)氣腔113的周壁上形成有兩個(gè)相對(duì)于主體100的軸心對(duì)稱的主體壁入口120,并且,這兩個(gè)主體壁入口120的延伸方向相互平行。
旋轉(zhuǎn)霧化裝置200設(shè)置在主體100的內(nèi)部,包括葉輪軸210和套設(shè)在葉輪軸210上的葉輪220。葉輪220形成在與主體壁入口120對(duì)應(yīng)的位置,包括套設(shè)在葉輪軸210上的能夠相對(duì)葉輪軸210旋轉(zhuǎn)的輪體221和均勻設(shè)置在輪體221的外部的4個(gè)葉片222。每個(gè)葉片222與葉輪軸210的中心軸線之間的夾角為45度,且每個(gè)葉片222的厚度自葉片根部向葉片尖部逐漸減小。葉輪軸210安裝在裝配孔112中。在葉輪軸210的內(nèi)部形成有在葉輪軸210的軸向上貫通葉輪軸210的與排氣腔111連通的軸腔230。在葉輪軸210上設(shè)置有作為限位構(gòu)件240的限位螺釘,用于限制葉輪220沿葉輪軸210的軸向移動(dòng)。在葉輪軸210的周壁的限位構(gòu)件240對(duì)應(yīng)的位置的上方相互隔開(kāi)等間隔形成4個(gè)與進(jìn)氣腔113連通的軸壁入口250。
排液采氣頭300通過(guò)排液采氣頭裝配孔320與主體100的主體腔入口端130螺接。在排液采氣頭300的內(nèi)部形成有排液采氣腔310。排液采氣腔的出口端312與葉輪軸210的軸腔的入口端231連通。排液采氣腔310至少包括從排液采氣腔的入口端311起直徑逐漸變小的縮徑部,例如,如圖1所示,排液采氣腔310包括作為縮徑部的碗形腔部和與該碗形腔部連接的圓柱形腔部。
以上對(duì)本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置的具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明,下面說(shuō)明其使用方式。
在使用該天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置時(shí),將該裝置以主體100的排氣腔111與天然氣采氣井的采氣管柱400的內(nèi)部相連通的方式連接在采氣管柱400的下部,即采氣管柱400的下端面和采氣層700之間,并在采氣井的井筒套管500的內(nèi)周壁和采氣管柱400的外周壁之間設(shè)置封隔器600,用于引導(dǎo)井筒套管500的內(nèi)周壁和采氣管柱400的外周壁之間的天然氣進(jìn)入到進(jìn)氣腔113中。由于排液采氣頭300的排液采氣腔310至少包括從排液采氣腔的入口端311起直徑逐漸變小的縮徑部,從而,使含水天然氣進(jìn)入排液采氣腔310時(shí),流速隨排液采氣腔310的直徑的縮小而增大,進(jìn)而使含水天然氣在排液采氣腔310的直徑縮小的一側(cè)形成“低壓真空區(qū)”,并對(duì)采氣層700以及井筒套管500的內(nèi)周壁和采氣管柱400的外周壁之間的含水天然氣產(chǎn)生吸附力。
在地層壓力和該吸附力的作用下,采氣層700的含水天然氣的一部分進(jìn)入井筒套管500的內(nèi)周壁和采氣管柱400的外周壁之間,并通過(guò)主體壁入口120進(jìn)入主體100的進(jìn)氣腔113,借助旋轉(zhuǎn)霧化裝置200的葉輪220的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌,使這部分含水天然氣中的液相霧化,形成被霧化后的含水天然氣,即天然氣的霧狀流,并通過(guò)葉輪軸210的軸壁入口250進(jìn)入到葉輪軸210的軸腔230中;
采氣層700的含水天然氣的另一部分則持續(xù)進(jìn)入排液采氣頭300的排液采氣腔310,并在排液采氣腔310的中心形成天然氣連續(xù)直射流,與軸腔230中的從葉輪軸210的軸壁入口250進(jìn)入軸腔230中的被霧化后的天然氣的霧狀流耦合,形成天然氣耦合直射流,之后,該天然氣耦合直射流進(jìn)入主體100的排氣腔111排出到采氣管柱400中,進(jìn)而排出地面。
需要特別說(shuō)明的是,借助旋轉(zhuǎn)霧化裝置200的葉輪220的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌的含水天然氣不僅包括從主體壁入口120進(jìn)入主體100的進(jìn)氣腔113的含水天然氣,還包括從排液采氣腔的出口端312排出的未能形成連續(xù)直射流的含水天然氣,其與從主體壁入口120進(jìn)入主體100的進(jìn)氣腔113的含水天然氣混合,并同時(shí)被霧化,形成上述天然氣的霧狀流,從葉輪軸210的軸壁入口250進(jìn)入軸腔230中。
在上述的實(shí)施方式中,提供了一種天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,該裝置利用較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),能夠直接有效地減少采氣井井筒內(nèi)積液的形成,及時(shí)、高效地排出井筒積液,從而保證儲(chǔ)氣庫(kù)采氣井高效運(yùn)行,提高了采氣井的產(chǎn)量,且工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備的制造和運(yùn)行成本低,具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
另外,該裝置將排液采氣腔設(shè)置成至少包括從排液采氣腔的入口端起直徑逐漸變小的縮徑部,例如,排液采氣腔包括作為縮徑部的碗形腔部和與該碗形腔部連接的圓柱形腔部。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu),使含水天然氣進(jìn)入排液采氣腔時(shí),流速隨排液采氣腔的直徑的縮小而增大,進(jìn)而使含水天然氣在排液采氣腔的直徑縮小的一側(cè)形成“低壓真空區(qū)”,并對(duì)采氣層以及井筒套管的內(nèi)周壁和采氣管柱的外周壁之間的含水天然氣產(chǎn)生吸附力,進(jìn)而保證了本實(shí)用新型提供的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置能夠快速有效地將采氣層的含水天然氣進(jìn)行霧化,并最終排出地面。
另外,在上述的實(shí)施方式中,主體的排氣腔至少包括從排氣腔的入口端起直徑逐漸變大的擴(kuò)徑部,例如,該排氣腔包括作為擴(kuò)徑部的錐臺(tái)形腔部和與該錐臺(tái)形腔部連接的圓柱形腔部。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu),使天然氣耦合直射流在通過(guò)排氣腔時(shí),流速隨排氣腔的直徑的增大而減小,排氣腔內(nèi)的壓力則隨流速的減小而增大,進(jìn)一步地保證了天然氣的耦合直射流能夠快速排出排氣腔進(jìn)入到采氣管柱中,進(jìn)而排出地面。
另外,在上述的實(shí)施方式中,在進(jìn)氣腔的周壁上形成有兩個(gè)相對(duì)于主體的軸心對(duì)稱的主體壁入口,并且,這兩個(gè)主體壁入口的延伸方向相互平行。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu),使分布在主體壁入口附近的含水天然氣的氣流能夠以同樣的角度和速率進(jìn)入進(jìn)氣腔,從而使葉輪高速、平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng),提高了葉輪對(duì)從主體壁入口進(jìn)入進(jìn)氣腔的氣體的攪拌效率,使含水天然氣快速霧化,進(jìn)而保證及時(shí)、高效地排出井筒積液,使儲(chǔ)氣庫(kù)采氣井高效運(yùn)行。
另外,在上述的實(shí)施方式中,葉輪形成在與主體壁入口對(duì)應(yīng)的位置,保證了進(jìn)入主體壁入口的含水天然氣能夠?qū)θ~輪形成較大的沖擊力,進(jìn)而推動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn),從而快速將含水天然氣霧化,進(jìn)一步提升了該裝置的使用效率。
另外,在上述的實(shí)施方式中,葉輪包括套設(shè)在葉輪軸上的能夠相對(duì)葉輪軸旋轉(zhuǎn)的輪體和均勻設(shè)置在輪體的外部的4個(gè)葉片,每個(gè)葉輪的葉片與葉輪軸的中心軸線之間的夾角為45度,且每個(gè)葉片的厚度自葉片根部向葉片尖部逐漸減小。
通過(guò)將每個(gè)葉輪的葉片與葉輪軸的中心軸線之間的夾角設(shè)置為45度,增大了含水天然氣進(jìn)入進(jìn)氣腔后與葉輪的葉片的接觸面積,能夠保證含水天然氣為葉片的旋轉(zhuǎn)提供足夠大的沖擊力,推動(dòng)葉片朝同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn),進(jìn)一步提高了旋轉(zhuǎn)霧化裝置的霧化效率,進(jìn)而保證了儲(chǔ)氣庫(kù)采氣井的高效運(yùn)行。另外,葉片在推力的作用下旋轉(zhuǎn),會(huì)產(chǎn)生彎曲變形,葉片的葉尖處距離支點(diǎn)最遠(yuǎn)因此變形量最大,葉根承受最大的力矩,在葉尖處力矩為零,由此,將每個(gè)葉片的厚度設(shè)置成自葉片根部向葉片尖部逐漸減小,有效地避免了葉片在沖擊力作用下旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中發(fā)生明顯的不均勻形變甚至斷裂的現(xiàn)象。
另外,將葉片設(shè)置為4個(gè),并均勻設(shè)置在輪體的外部,通過(guò)這樣的設(shè)計(jì),使葉輪的葉片受到的沖擊力更均勻,避免了葉輪軸及葉輪的輪體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中因不對(duì)稱而發(fā)生傾斜,能夠有效地避免應(yīng)力集中導(dǎo)致葉輪損壞現(xiàn)象的發(fā)生,同時(shí),葉片設(shè)置成4個(gè),更容易制造,且與設(shè)置成其他數(shù)量的葉片相比,能夠在保證葉輪強(qiáng)度的同時(shí),使葉輪更高效、快速地運(yùn)轉(zhuǎn),使用更安全,且霧化效率更高。
另外,在上述的實(shí)施方式中,在葉輪軸的周壁上相互隔開(kāi)等間隔形成4個(gè)軸壁入口,通過(guò)這樣的設(shè)置,使霧化后的含水天然氣能夠通過(guò)軸壁入口均勻緩慢地進(jìn)入軸腔,并與含水天然氣的直射流均勻地混合,使天然氣的耦合直射流成分穩(wěn)定,有利于后期對(duì)排出的天然氣的組分等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
另外,在上述的實(shí)施方式中,主體腔包括用于連接排液采氣頭的排液采氣頭裝配孔,排液采氣頭通過(guò)排液采氣頭裝配孔與主體的主體腔入口端螺接。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu),使該裝置拆卸與組裝都非常簡(jiǎn)單,且可根據(jù)需要更換不同尺寸的排液采氣頭,且更加便于檢修,同時(shí),更加便于制造。另外,在上述實(shí)施方式中,對(duì)本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明,但是不限于此。
例如,在上述的實(shí)施方式中,排液采氣腔包括作為縮徑部的碗形腔部和與該碗形腔部連接的圓柱形腔部;排氣腔包括作為擴(kuò)徑部的錐臺(tái)形腔部和與該錐臺(tái)形腔部連接的圓柱形腔部,但是不限于此,還可以是,排液采氣腔直接形成為作為縮徑部的碗形腔部,和/或,排氣腔直接形成為作為擴(kuò)徑部的錐臺(tái)形腔部,也符合上述原理,同樣能夠?qū)崿F(xiàn)利用該天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置對(duì)采氣層的含水天然氣進(jìn)行開(kāi)采作業(yè),但是按照實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置,更符合氣體流動(dòng)規(guī)律,采氣效率更高。
另外,在上述實(shí)施方式中,在進(jìn)氣腔的周壁上形成有兩個(gè)相對(duì)于主體的軸心對(duì)稱的主體壁入口,并且,這兩個(gè)主體壁入口的延伸方向相互平行,但是,不限于此,主體壁入口也可以設(shè)置成三個(gè),或四個(gè),或其他任意數(shù)個(gè)主體壁入口,設(shè)置的主體壁入口可以不是相對(duì)于主體的軸心對(duì)稱,延伸方向也可以不是相互平行。這樣同樣能夠?qū)崿F(xiàn)利用該天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置對(duì)采氣層的含水天然氣進(jìn)行開(kāi)采作業(yè),但是,將主體壁入口設(shè)置成兩個(gè),兩個(gè)主體壁入口相對(duì)于主體的軸心對(duì)稱,且兩個(gè)主體壁入口的延伸方向相互平行,使分布在主體壁入口附近的含水天然氣的氣流能夠以同樣的角度和速率進(jìn)入進(jìn)氣腔,從而使葉輪高速、平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng),與不這樣設(shè)置相比,提高了葉輪對(duì)從主體壁入口進(jìn)入進(jìn)氣腔的氣體的攪拌效率,使含水天然氣快速霧化,進(jìn)而保證及時(shí)、高效地排出井筒積液,使儲(chǔ)氣庫(kù)采氣井高效運(yùn)行。
另外,在上述實(shí)施方式中,葉輪形成在與主體壁入口對(duì)應(yīng)的位置,但是不限于此,葉輪還可以設(shè)置在主體壁入口對(duì)應(yīng)的位置的下方,同樣能夠達(dá)到對(duì)從主體壁入口進(jìn)入的含水天然氣的攪拌,使其霧化的作用,但是,這樣會(huì)延緩霧化的時(shí)間,將葉輪形成在與主體壁入口對(duì)應(yīng)的位置,則能夠保證進(jìn)入主體壁入口的含水天然氣能夠?qū)θ~輪形成較大的沖擊力,進(jìn)而推動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn),從而快速將含水天然氣霧化,進(jìn)一步提升該裝置的使用效率。
另外,在上述實(shí)施方式中,葉輪包括套設(shè)在葉輪軸上的能夠相對(duì)葉輪軸旋轉(zhuǎn)的輪體和設(shè)置在輪體的外部的葉片,葉輪的葉片與葉輪軸的中心軸線之間的夾角為45度,但是不限于此,葉輪的葉片與葉輪軸的中心軸線之間的夾角也可以不是45度,而是35度或50度或其他任意度數(shù),同樣能夠達(dá)到上述通過(guò)葉輪對(duì)含水天然氣進(jìn)行攪拌,使其霧化的作用,但是,將葉輪的葉片與葉輪軸的中心軸線之間的夾角設(shè)置為45度,與設(shè)置為其他度數(shù)相比,增大了含水天然氣進(jìn)入進(jìn)氣腔后與葉輪的葉片的接觸面積,能夠保證含水天然氣為葉片的旋轉(zhuǎn)提供足夠大的沖擊力,推動(dòng)葉片朝同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn),進(jìn)一步提高了旋轉(zhuǎn)霧化裝置的霧化效率,進(jìn)而保證了儲(chǔ)氣庫(kù)采氣井的高效運(yùn)行。
另外,在上述的實(shí)施方式中,每個(gè)葉片的厚度自葉片根部向葉片尖部逐漸減小,但是不限于此,也可以是每個(gè)葉片的厚度自葉片根部向葉片尖部相同,也能夠達(dá)到上述通過(guò)葉輪對(duì)含水天然氣進(jìn)行攪拌,使其霧化的作用,但是,將每個(gè)葉片的厚度設(shè)置成自葉片根部向葉片尖部逐漸減小,能夠有效地避免葉片在沖擊力作用下旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中發(fā)生明顯的不均勻形變甚至斷裂的現(xiàn)象。
另外,在上述實(shí)施方式中,葉片設(shè)置為4個(gè),并均勻設(shè)置在輪體的外部,但是不限于此,葉片數(shù)量也可以不是4個(gè),而是其他任意整數(shù)個(gè),且不是必須均勻設(shè)置在輪體的外部,但是,將葉片設(shè)置成4個(gè),更容易制造,且與設(shè)置成其他數(shù)量的葉片相比,能夠在保證葉輪強(qiáng)度的同時(shí),使葉輪更高效、快速地運(yùn)轉(zhuǎn),使用更安全,且霧化效率更高;另外,將葉片均勻設(shè)置在輪體的外部,與其他設(shè)置方式相比,葉輪的葉片受到的沖擊力更均勻,避免了葉輪軸及葉輪的輪體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中因不對(duì)稱而發(fā)生傾斜,能夠有效地避免應(yīng)力集中導(dǎo)致葉輪損壞現(xiàn)象的發(fā)生。
另外,在上述的實(shí)施方式中,在葉輪軸的周壁上相互隔開(kāi)等間隔形成4個(gè)軸壁入口,但是不限于此,也可以形成相互隔開(kāi)任意間隔的任意數(shù)個(gè)軸壁入口,但是,按照上述實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)設(shè)置軸壁入口,使霧化后的含水天然氣能夠通過(guò)軸壁入口均勻緩慢地進(jìn)入軸腔,并與含水天然氣的直射流均勻地混合,使天然氣的耦合直射流成分穩(wěn)定,更加有利于后期對(duì)排出的天然氣的組分等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
另外,在上述實(shí)施方式中,主體腔包括用于連接排液采氣頭的排液采氣頭裝配孔,排液采氣頭通過(guò)排液采氣頭裝配孔與主體的主體腔入口端螺接,但是不限于此,也可以沒(méi)有排液采氣頭裝配孔,排液采氣頭與主體的主體腔入口端以一體式連接的方式制造,也能夠?qū)崿F(xiàn)利用該天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置對(duì)采氣層的含水天然氣進(jìn)行開(kāi)采作業(yè),但是,按照實(shí)施例中的方式設(shè)置,使該裝置拆卸與組裝都非常簡(jiǎn)單,且可根據(jù)需要更換不同尺寸的排液采氣頭,且更加便于檢修,同時(shí),更加便于制造。
另外,在上述的實(shí)施方式中,該限位構(gòu)件為限位螺釘,但是不限于此,該限位構(gòu)件也可以是設(shè)置在葉輪軸的軸壁上的限位凸起等,只要能夠達(dá)到上述限制葉輪沿葉輪軸軸向移動(dòng)的效果即可。
另外,本實(shí)用新型的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)排液采氣裝置,可以由上述實(shí)施方式的各種結(jié)構(gòu)組合而成,同樣能夠發(fā)揮上述的效果。
最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。